[實用新型]一種適用于萬能試驗機的低溫布氏硬度測試裝置

有效

• 申請號: 202022145323.3
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN213275225U
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 李紅軍;蔡靜;王培;張重遠;高學邈;王崢;蔡林
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G01N3/42
• 分類號: G01N3/42;G01N3/02
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

本實用新型涉及金屬檢測領域，特別提供一種適用于萬能試驗機的低溫布氏硬度測試裝置，包括上層和下層；上層呈空心的圓柱結構，下層呈圓柱結構，上層與下層的外直徑大小一致，上層與下層的中心線重合；上層設置在下層上，且上層與下層之間設置有密封圈；上層的上壁設置有多個冷卻介質進口，上層的頂端還設置有熱電偶；上層的下壁設置有圓形開口，圓形開口的中心線與上層的中心線重合；上層的壁中設置有隔熱材料；下層的底端設置有凸起結構，凸起結構與樣品臺相配合；下層的頂端設置有圓形凹陷，圓形凹陷的中心線與下層的中心線重合；圓形凹陷與圓形開口的直徑一致，圓形凹陷與圓形開口相配合；圓形凹陷的底部設置有樣品定位槽。

技術領域

本實用新型涉及金屬檢測領域，特別提供一種適用于萬能試驗機的低溫布氏硬度測試裝置。

背景技術

以鋼鐵為代表的結構材料多數情況下，需要在不同溫度范圍內安全服役，但眾所周知,以BCC結構的鋼為代表的系列結構材料，隨著服役溫度降低，會出現強度略微增加，但韌性突然下降現象，造成結構材料在一定溫度下服役安全性大幅降低。因此，對測量和評價多相結構材料在低溫下的性能，尤其各組成相的硬度，不僅對于實際應用具有重要意義，而且對于理解材料性能轉變也具有重要意義。

由于布氏硬度壓痕面積大，硬度代表性好，測量準確穩定，并且，布氏硬度與抗拉強度值之間存在較好的對應關系，被廣泛應用于實際測試中。但遺憾的是，目前對材料低溫性能的表征，通常只有低溫拉伸和沖擊，低溫布氏硬度測試缺乏相應儀器設備和相關標準，而缺少實際應用。與低溫拉伸和低溫沖擊性能測試相比，材料低溫硬度測試能夠更為快速和便捷地評價材料低溫性能，對于實際應用具有重要的意義和價值。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種適用于萬能試驗機的低溫布氏硬度測試裝置，解決低溫硬度測試時設備局限性。

本實用新型技術方案如下：

本實用新型提供了一種適用于萬能試驗機的低溫布氏硬度測試裝置，包括上層和下層；上層呈空心的圓柱結構，下層呈圓柱結構，上層與下層的外直徑大小一致，上層與下層的中心線重合；上層設置在下層上，且上層與下層之間設置有密封圈；

上層的上壁設置有多個冷卻介質進口，上層的頂端還設置有熱電偶；上層的下壁設置有圓形開口，圓形開口的中心線與上層的中心線重合；上層的壁中設置有隔熱材料；

下層的底端設置有凸起結構，凸起結構與樣品臺相配合；下層的頂端設置有圓形凹陷，圓形凹陷的中心線與下層的中心線重合；圓形凹陷與圓形開口的直徑一致，圓形凹陷與圓形開口相配合；圓形凹陷的底部設置有樣品定位槽。

進一步地，密封圈設置有多個，多個密封圈的尺寸均不同；密封圈直徑均小于上層的外直徑，且大于圓形開口的直徑。

進一步地，上層的壁為鈦合金制造的壁。

進一步地，凸起結構呈倒U形。

進一步地，樣品定位槽設置有多個。樣品定位槽用于樣品的固定。

本實用新型還提供一種與本實用新型所述相配套的建立壓痕深度法測試金屬布氏硬度的實驗方法，即采用壓痕深度法測量布氏硬度；利用壓縮測試模塊，根據布氏硬度控制要點，設置布氏硬度測試程序，得到壓痕深度h，根據公式(Ⅰ)計算布氏硬度值；

萬能試驗機可記錄時間、載荷、精準采集壓頭位移數據，可以準確表征壓痕深度，根據公式Ⅰ可精準計算出材料的布氏硬度。

與常規硬度計測量壓痕直徑獲得硬度方法相比，采用壓痕深度法測量布氏硬度有助于提高低溫布氏硬度測量精度，主要體現在兩方面：一，壓頭打壓痕時，壓痕外沿會因為材料形變原因而會出現少許突起，壓痕外徑邊界不易界定，常規硬度計采用光學系統測量壓痕直徑引入人為誤差，致使測量不準確；二，低溫硬度測試時，常規硬度計的壓痕直徑測量需要光學系統在室溫環境完成，熱脹冷縮也將產生測量誤差。